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毫米波至太赫兹 SISO 和 MIMO 连续变量量子密钥分发
摘要 随着对大带宽的需求呈指数级增长，考虑最佳网络平台以及通信网络中信息的安全性和隐私性非常重要。高载波频率的毫米波和太赫兹被提议作为通过提供超宽带信号来克服现有通信系统香农信道容量限制的使能技术。毫米波和太赫兹还能够建立与光通信系统兼容的无线链路。然而，大多数能够在这些频率范围（100 GHz-10 THz）下合理高效运行的固态元件，尤其是源和探测器，都需要低温冷却，这是大多数量子系统的要求。本文展示了当源和探测器在低至 T = 4 K 的低温下运行时，可以实现安全的毫米波和 THz 量子密钥分发 (QKD)。我们比较了单输入单输出和多输入多输出 (MIMO) 连续变量 THz 量子密钥分发 (CVQKD) 方案，并找到了 f = 100 GHz 和 1 THz 之间的频率范围内的正密钥速率。此外，我们发现最大传输距离可以延长，密钥速率可以在较低温度下提高，并且通过使用 1024 × 1024 根天线，在 f = 100 GHz 和 T = 4 K 时实现超过 5 公里的最大秘密通信距离。我们的结果首次展示了毫米波和太赫兹 MIMO CVQKD 在系统运行温度低于 T = 50 K 下的可能性，这可能有助于开发下一代安全无线通信系统和量子互联网，用于从卫星间和深空到室内和短距离通信的应用。
A20-TX v1.00 用户指南
● 全球 VHF 和 UHF 调谐范围从 169 MHz 到 1525 MHz。 ● 电池运行时间长达 12 小时。 ● 使用可充电锂电池或标准 AA 电池，环保运行。 ● 通过 USB-C 内置电池充电器。 ● 通过 A20-Remote 配套应用程序以及通过长距离 NexLink 从 A20-Nexus 和 A20-Nexus Go 完全远程控制 A20-TX。 ● 最先进的 100% 数字长距离调制可提供市场上任何系统的最长传输距离。 ● 射频功率输出从 2 mW 到 40 mW。 ● Lemo 输入支持 2 线或 3 线单声道领夹式麦克风、平衡麦克风、可切换 12、48V 幻象、平衡线路电平、AES3、AES42（兼容 Schoeps SuperCMIT）和吉他（带可选的 A20-TX 智能吉他线）。 ● GainForward 架构 – 无需担心 A20-TX 上的增益控制。● 完整的 10 Hz - 20 kHz 音频带宽。● 内置 8 系列、全平衡麦克风前置放大器（140 dB 动态范围）。● 超静音领夹式麦克风前置放大器（134 dB 动态范围）。● 内置 32 位浮点数，48 kHz 录音到可移动微型 SD 卡（不包括在内）。● 内置超稳定时间码，通过无线 NexLink 自动卡住。● 阳光下可读的电子纸屏幕，用于控制和显示。关机时显示内容保持不变。● USB-C 用于与 A20-Nexus 配对、文件卸载、充电和时间码卡住。● 可选的 A20-TX 开关，用户可编程、磁感应、物理可拆卸、卡口式开关。
自由空间光通信系统
摘要——本文对自由空间光通信系统进行了全面分析。自由空间光通信系统是一种现代化技术，其中表面环境充当发射器和接收器之间的传输介质，为了成功传输光信号，源和目的地都应该在 LOS 中。作为通道的外部环境可以是任何外层空间，可以是真空或适度的空气。FSO 系统通过未授权频段光通信频谱提供有吸引力的带宽增强。FSO 系统中的传输和接收主要依赖于外部通道，即外部环境，因为存在雨（小雨、中雨、大雨）、雾、雪等外部因素。FSO 链路的可靠性在很大程度上取决于外部或表面天气条件，这些条件会衰减在自由空间中传播的光信号强度。随着恶劣天气条件的加剧或加剧，光信号的强度会减弱。对于众多源，可以使用波长多路复用器将各种波长的光信号组合成单个源，同样，在目的地，可以使用波长解复用器分离组合波长的光信号。影响传输系统的其他方面可能包括特定波长或特定波段的光源类型、调制格式、要发送的数据量、使用的光电探测器类型等。特定波长上要传输的数据量以 Mbps 或 Gbps 为单位。这项研究主要侧重于各种天气条件，这些条件在 FSO 系统中起到了障碍作用。天气条件和数据量相结合是决定光信号从发射器到接收器的传输距离的主要考虑因素。通过优化 FSO 系统，它通过降低输出信号中的误码率 (BER) 来最大化源和目的地之间的距离。FSO 系统的最终结论可以通过 Q 因子（即信号质量）和使用眼图分析仪分析眼图来检查。
1 IEEE CICC 2024 A 49.8mm2 全集成，1.5m...
植入式神经接口在帮助瘫痪、截肢或各种神经系统疾病患者恢复功能方面具有巨大潜力。为了精确映射大脑各个区域的神经活动并提高信息传输速率，记录通道的数量显著增加，最近的系统集成了数千个或更多通道 [1-2]。这就需要能够处理数百 Mb/s 吞吐量的无线链路，这对无线植入物的功耗、尺寸和传输范围提出了重大挑战。由于体通道通信 (BCC) 能够实现毫米级外形尺寸，因此在脑植入物中的应用日益广泛 [3-4]。然而，它在数据速率和传输距离方面都面临限制。另一方面，脉冲无线电超宽带 (IR-UWB) 通信由于其高数据速率和低功耗而提供了一种有前途的解决方案 [5- 6]。然而，现有的 IR-UWB 发射器 (TX) 受到厘米级传输范围和较大尺寸的阻碍，使其并不适合长期植入。实现米级传输距离的远场射频辐射为患者提供了相当大的活动自由。然而，它需要一种高效的无线链路，符合大脑数十 mW/cm 2 的严格功耗要求。为了应对扩大植入式 TX 传输范围同时最小化其尺寸和功耗的挑战，本文介绍了一种经皮、高数据速率、完全集成的 IR-UWB 发射器，它采用新颖的协同设计的功率放大器 (PA) 和天线接口来增强性能。与最先进的 IR-UWB TX [5-6] 相比，通过协同设计的接口，我们实现了 49.8 平方毫米 (8.3 毫米×6 毫米) 的最小占用空间和 1.5 米的最长传输范围。图 1 展示了所提议的 TX 的架构，它结合了开关键控 (OOK) 调制方案和基于相移键控 (PSK) 的加扰。使用 PSK 加扰可以增强对极性的控制，从而有效地消除 OOK 输出频谱中的离散频谱音调，以符合 FCC 监管要求。正交本振 (LO) 信号由基于 2 级环形振荡器 (RO) 的整数 N 宽带锁相环 (PLL) 生成，提供类似 LC-VCO 的抖动性能。脉冲发生器输出 2ns 脉冲宽度的 OOK 数据，该数据被馈送到带有可编程延迟线 (DL) 的脉冲整形器 (PS)。PS 与开关电容 PA (SCPA) 一起在 RF 域中进行 FIR 滤波，从而提高频谱效率。无线链路由片外偶极天线建立，选择该天线是因为其与小型化植入物兼容，因为与单极天线相比，它不需要大的接地平面。图 2 显示了基于反相器的相位多路复用器 (PHMUX)、PS 和 SCPA 的框图。PHMUX 和 SCPA 均采用全差分架构，无需片外平衡器。为了提高功率和面积效率，同时确保有效的旁瓣抑制，采用了 4 位三角模板。该模板可以配置为对称或不对称，从而提高符号间干扰 (ISI) 性能。图 2（右上）将所提出的调制方案的模拟输出频谱与理想的三角包络进行了比较，表明在旁瓣抑制和主瓣带宽方面具有可比的性能。图 3 说明了数字/电压控制 RO 的电路实现，具有一对延迟元件和混合控制电阻器。振荡频率由 4 位数字控制字 (FC) 控制，以克服 PVT 变化，以及差分环路滤波器产生的两个模拟信号（即 VCP 和 VCN）。为了最大限度地减少基板噪声耦合，我们采用了差分电荷泵 (CP) 和环通滤波器 (LPF)，与单端配置相比，调谐范围几乎增加了两倍。测量的 PLL 锁定频率范围
在15 km多核光纤上连续可变的量子键分布
量子密钥分布（QKD）是一种创新技术，用于在空间分离的用户中安全地分发加密密钥[1，2]。它基于对单个量子状态的随机选择位，然后对这些位进行独立的测量。使用经典的后处理技术和经典的通信渠道，可以通过远程各方（通常称为Alice和Bob）来解密安全且共享的秘密密钥。许多实验表明QKD现在是一种成熟的技术[3-7]。QKD协议可以分为两个广泛的类别：离散变量（DV）和连续变量（CV）QKD [1，2]。在前者中，与单光子检测器一起使用了一组离散的量子状态[1，2]，而在后者中，一组更广泛的状态与连贯的检测一起使用[8]。CV-QKD最近引起了很大的关注，因为它可以通过可以在室温下运行的常规电信组件来实现，从而实现了与当前网络基础架构兼容的具有成本效益的实施。特别是，CV-QKD可以在大都市网络中提供更高的秘密关键率[1，2]。此外，与DV-QKD相比，CV-QKD可以通过使用光子积分电路（PICS）进行批量生产，因为相干接收器可以以更轻松的方式集成[9]。在安全性方面，CV-QKD已被证明是可靠的，可以针对一般的集体攻击[10-12]。最后，在[21，22]中还研究了CV-QKD和经典信号的共存和经典信号。为了避免由于局部振荡器（LO）和检测器引起的安全漏洞，可以考虑使用TRUE LO [13，14]和测量设备独立的（MDI）[15，16]方案。在实验中，最近实现了CV-QKD的高速传输距离，高达202.81 km [17]，高速高达63.7 MB S-1 [18]和高安全性MDI量子密码[15，19，20]。多核纤维（MCF）将出于多种原因在未来的古典沟通中发挥基本作用。首先，MCF可以解决即将到来的网络容量短缺[23]。理论上，可实现的
830 公里光纤上的双场量子密钥分配
量子密钥分发 (QKD) 是基于物理学基本定律分发秘密比特的技术，它能够实现信息论安全通信，而不受潜在窃听者无限计算能力的影响 1 。在过去的三十年中，QKD 引起了广泛关注，并且已经发展成熟，可以在光纤网络上进行实际部署 2、3 。然而，信道损耗阻碍了 QKD 的广泛应用，从而限制了密钥速率和 QKD 范围的提高 4 – 7 。在 QKD 系统中，作为量子密钥载体的光子是在单光子级别准备的，大部分会被传输信道散射和吸收。然而，它们无法被放大，因此接收方检测到它们的概率非常低。对于从发射机到接收机的直接光纤链路，密钥速率随着传输距离的增加呈指数下降，并且不能超过基本速率-距离极限 O（η），其中 η 表示链路的透射率 8、9。双场 (TF) QKD 建立了一个有前途的速率-距离关系 O（√η），从而无需量子中继器即可克服这一限制，并且即使在长距离上也能实现相当大的密钥速率 10。人们做出了巨大努力来发展其理论 11 – 28 并通过实验展示其独特的优势 29 – 39。参考文献 11 和 12 首先证明了 TF-QKD 的普遍安全性，然后基于参考文献 11 在 502 公里超低损耗 (ULL) 光纤上实现了实验 33。通过消除代码模式中的全局相位随机化和相位后选择，提出了另一种称为无相位后选择 (NPP) TF-QKD 的变体 14 – 16，并在多个实验 30、32、35 中进行了演示。由于代码模式中的所有检测事件都用于密钥生成，因此 NPP TF-QKD 可以实现相对较高的密钥速率，例如，在 300 公里光纤上实现 2 kbps 的渐近密钥速率 30。同时，
无线麦克风T-592U定制
*基于数字U波传输技术，PI/4-DQPSK调制模式，使用国内主控制芯片，传输距离为80米；它具有回响，均衡，智能静音，音频加密和功率调整功能。*它有1个接收器控制器和2个头部载腰袋；频率范围为470MHz-510MHz，540MHz-590MHz，640MHz-690MHz和807MHz-830MHz。*它使用唯一的加密方法进行音频传输来确保会议内容的安全性。*它具有多波段均衡调整功能，2197种均衡调整类型，麦克风均衡器调整功能，具有三个高，中和低音的调整齿轮，每个效果都支持13个调整齿轮。*它具有多齿轮混响调整功能，15625混响效应，效果比例，混响延迟和混响幅度调整，三种声音效应中的每一个都有25个调整齿轮。*接收器的前面板具有2个TFT-LCD显示屏，2个编码旋钮，2个频率扫描物理按钮，2个红外频率绑定物理按钮，1个电源开关按钮和1个二合一的指示灯（红外变速箱灯（红外传输管 +频率频率绑定绑定指示灯））;后面板具有1个排队接口，2个XLR-OUT接口，2个BNC接口和1个DC接口。发射器具有1个显示屏幕，4个物理按钮（包括1个静音按钮，1个音量减少按钮，1个音量增加按钮，1个电源开关键），1个电源状态指示灯和1个静音指示灯。*它具有两个平衡的输出和一个不平衡的混合输出。*接收器具有2 2.2英寸TFT-LCD显示屏； *发射器具有0.96英寸的OLED显示屏，该屏幕可以显示频率信息，音频加密状态，功率装备，静音状态和电网信息。*它具有一个按钮静音功能，非常实用。*接收器面板是用精美的工艺制成的，很漂亮。*使用ID代码抗Crosstalk功能，它使用32位唯一的ID代码来接收和发送配对。发送和接收ID代码必须相同，这可以有效地防止相同频率的信号相互干扰。*一键频率扫描以避免干扰；单键红外频率配对，简单操作。*随着电池寿命的较长，发射器可以连续使用10小时。*发射器具有调整量键以调整音量。*传输功率可在7个级别调节，并且可以根据需要调整传输功率。
56GBPS CPO 硅光子收发器...
卫星串行链路用于更高的数据吞吐量和更高频率的电信有效载荷，这需要更多地使用机载计算机处理，因此光学互连成为卫星上数字有效载荷的首选解决方案。特别是，数据速率的增加加剧了与电气域互连相关的挑战，其中传输距离随着比特率的增加而显著缩短。这既限制了 ASIC 的 SerDes 通道的覆盖范围，也导致需要更复杂的调制格式和更多的 DSP，这两者都会导致功耗增加。光学互连还受益于重量减轻和对 EMI 的免疫力。到目前为止，卫星有效载荷的光学收发器一直专注于基于中板 VCSEL 的技术，第一代收发器的速度为 12.5 Gb/s 1 已在轨道上演示，第二代设备的目标是 25 Gb/s，预计将在下一步演示。然而，与地面数据中心的趋势类似，数据速率现在正在增加到对直接调制 VCSEL 具有挑战性的水平，而转向 O 波段和 C 波段更常见的通信波长也带来了许多优势。共封装光学器件 (CPO) 是地面数据中心应用的新兴标准，有机会为卫星有效载荷采用类似的架构。CPO 的目标是将光收发器集成到非常靠近功能性 ASIC/FPGA 的位置，从而能够使用功率较低的短距离 SerDes 并促进更高数据速率的传输，同时保持信号完整性并减轻 EMI 效应。通过 ESA 合同“ProtoBIX”，MBRYONICS 和 imec 正在开发一种基于硅光子的收发器，该收发器从头开始设计，用于部署在卫星有效载荷上。共封装方法采用单独的 Rx 和 Tx 光子集成电路 (PIC)，以实现电吸收调制器 (EAM) 和光电二极管 (PD) 的高性能。 EAM 的优势在于它们比环形调制器具有更大的光带宽，而且与基于环形谐振器的设计相比，它们不需要波长调谐。Tx 和 Rx PIC 在 imec 的 iSiPP200 平台上制造，而定制的抗辐射调制器驱动器则在 IHP SG13RH SiGe BiCMOS 工艺 2 上设计和制造。收发器使用 NRZ 调制时的数据速率为每通道 56 Gb/s。通过详细分析，NRZ 格式被选为最有前景的格式，因为它允许使用直接驱动概念，其中 ASIC/FPGA SerDes 驱动调制器驱动器并消除了 CDR 和重定时，同时也消除了对 DSP 的需求。此外，与 56 GBd NRZ 相比，28 GBd PAM4 所需的线性度会导致显著的功率损失。
有关光电设备进步的特刊的社论
光电设备是基于光电转换效应制造的，该效应是现代光电技术和微电子技术技术的开发研究领域[1]。在21世纪，全球光电设备制造业已取得了快速发展，而光电设备的市场逐年增长。光电设备被广泛用于各种场，例如光学显示，有机太阳能电池，激光和波导。它们是信息技术的重要组成部分[2，3]。为了扩大应用程序方案并提高光电设备的性能，许多学者已经在相关领域进行了研究。本期包括12篇论文，这些论文涉及光电设备算法，材料和结构中的各种挑战和机遇。例如，在光学显示的字段中，可以通过优化算法来改善电子纸的响应时间和亮度[4]。在太阳能电池和波导的场中，可以通过设计新的光电材料和设备结构来改善太阳能电池和波导传输距离的转换率[5，6]。本期特刊的最新研究进展如下。电子纸是通过反射显示图像显示的新设备，这是光电设备的重要分支[7]。最广泛使用的电子纸是电泳显示（EPD）。修饰的蓝色颗粒具有较高的Zeta电位和电泳迁移率。他等人。目前，将离子液体用作电泳颗粒修饰的电荷控制剂，并将高电离1-丁基1-丁基-1-甲基磷脂单离子液体液体移植到杯赛上。然后，成功制备了蓝色的电泳颗粒[8]。制备过程很简单，并且生产成本很低，这有助于实现丰富的EPD颜色显示。此外，算法的优化也可以用于提高EPDS的性能。根据直流电流（DC）平衡的原理设计了驱动波形[9]。研究了统一参考灰度相的亮度曲线，并获得了其驱动时间；同时，根据原始灰度对擦除阶段的持续时间进行了重新设计。结果表明响应时间可以有效缩短。此外，可以通过将红色颗粒添加到EPD [10]来制备三色EPD。为了解决红色幽灵图像的问题，Wang等人。分析了灰度转化中红色颗粒的空间位置分布[11]。研究了红色幽灵图像产生的关键因素，并根据擦除和激活阶段的优化提出了驱动波形。在微胶囊顶部的残留红色颗粒在红色擦除阶段消除，并使用高频电压激活颗粒。红色幽灵图像有效地被抑制了。同样，一些学者发现黑色和红色颗粒可以通过阻尼振荡电压序列分离。红色颗粒被纯化，像素的红色饱和度增加[12]。但是，EPD具有低刷新